[发明专利]一种对称无方向性涡流检测传感器及检测方法

权利要求书

1.一种对称无方向性涡流检测传感器，其特征在于，包括对称激励模块和检测模块，所述对称激励模块包括四个激励线圈和一个对称骨架，所述对称激励模块用于在被检工件表面产生幅值相等方向相反且互相对称的平面涡流场，所述检测模块用于拾取工件表面缺陷信息；

四个所述激励线圈分别缠绕在所述对称骨架上，四个所述激励线圈的中心轴线互相平行且纵截面均垂直于工件表面，四个所述激励线圈两两绕向相反，四个所述激励线圈通以频率/相位和幅值相同的正弦信号，所述正弦信号频率和相位可调；

所述检测模块包括一组主检测线圈组和两组辅助检测线圈组，一组所述主检测线圈组包括两个正交放置的矩形检测线圈，两个所述矩形检测线圈绕向一致，两个所述矩形检测线圈的几何中心重合，两个所述矩形检测线圈横截面垂直于工件表面；

所述对称激励模块与正弦激励模块相连，所述正弦激励模块激发频率/相位和幅值相同的正弦信号，所述检测模块与信号调理模块、A/D转换模块和上位机依次相连；

两组所述辅助检测线圈组包括四个梯形检测线圈，两组中的每一个所述梯形检测线圈横截面与所述主检测线圈组检测线圈横截面之间夹角为45度；两组所述辅助检测线圈组的两个所述梯形检测线圈绕向一致，两组所述梯形检测线圈组之间检测线圈横截面互相垂直，每一组中的两个所述梯形检测线圈相互平行。

2.根据权利要求1所述的一种对称无方向性涡流检测传感器，其特征在于，所述主检测线圈组的两个所述矩形检测线圈参数相同，所述主检测线圈组的两个所述矩形检测线圈的长度不大于水平或垂直方向上两个所述激励线圈几何中心连线的长度。

3.根据权利要求1所述的一种对称无方向性涡流检测传感器，其特征在于，所述辅助检测线圈组的梯形检测线圈参数相同，所述辅助检测线圈组的四个所述梯形检测线圈的长度等于倍的矩形检测线圈长度。

4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的一种对称无方向性涡流检测传感器的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)正弦激励模块分别输出四路频率/相位和幅值相同具有一定功率的正弦信号，该正弦信号作用于四个激励线圈用于在被检工件表面感生出幅值相等、方向相反且互相对称的平面涡流场，六个检测线圈用于拾取工件表面缺陷信息经过信号调理模块和A/D转换模块送入上位机进行实时显示；

(2)规定平面坐标系，传感器扫查前进方向规定为Y轴正方向，与之垂直的方向向右规定为X轴正方向，缺陷方向与X轴正向所呈角度范围为0°-180°；

(3)将传感器匀速移至试件被检区域，被检区域缺陷部位磁场将会发生改变，六个检测线圈的感应电压将会发生变化，一组正交放置的主检测线圈组采集的两路信号分别通过信号调理模块和A/D转换模块送入上位机以幅值形式进行显示和存储，该组正交放置的主检测线圈组输出的感应电压幅值分别记为V₁和V₂；一组平行放置的辅助检测线圈组采集的两路信号分别通过信号调理模块和A/D转换模块送入上位机以幅值形式进行显示和存储，该组平行放置的辅助检测线圈组输出的感应电压幅值为V₃和V₄；另一组平行放置的辅助检测线圈组采集的两路信号分别通过信号调理模块和A/D转换模块送入上位机以幅值形式进行显示和存储，该组平行放置的辅助检测线圈组输出的感应电压幅值为V₅和V₆；

(4)对两组平行放置的检测线圈组的输出信号进行矢量运算后得出差值电压V₃-V₄和V₅-V₆并记作V₇和V₈，比较V₁、V₂、V₇和V₈幅值，缺陷方向及缺陷大小根据以下情况获得：

a)若V₇＝V₈，则缺陷方向为0°或90°方向，当V₁V₂，缺陷方向为90°方向，缺陷幅值大小为反之为0°方向，缺陷幅值大小为

b)若V₇V₈，则缺陷方向位于0°-90°区域，缺陷方向为arctanV₁V₂，幅值大小均为

若V₇V₈，则缺陷方向位于90°-180°区域，缺陷方向为180°-arctanV₁V₂，缺陷幅值大小均为